交織區的服務水平分析在復合互通中的運用

王松

（上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司，上海 200092）

1 概述

新篁南樞紐是長春至深圳國家高速公路南京繞越公路東北段重要的控制性節點，而長春至深圳國家高速公路南京繞越公路東北段是南京市公路、水路交通“十一五”重點建設項目之一。其方案的可行性、合理性選擇關系到工程的最終路線走向，關系到能否與滬陜國家高速公路江都至六合段，簡稱“江六高速”交通流的順暢轉換。保證與“江六高速”上橫梁北互通之間的交織段服務水平是本樞紐方案成立的一個前提條件。

長春至深圳國家高速公路南京繞越公路東北段經過“江六高速”上新禹河與橫梁北互通之間，新禹河與橫梁北互通之間間距僅2.4 km。該工程與“江六高速”交叉，交叉處設置一互通式立交即新篁南樞紐，見圖1所示，目的是實現與滬陜高速的交通流轉換，疏導過境交通。

圖1 新篁南樞紐與橫梁北互通示意圖

2 數學模型建立

新篁南樞紐與橫梁北互通形成復合互通，復合互通之間間距過近需設置輔助車道以滿足交通流轉換的需要。該項研究主要通過交織區服務水平的影響分析，從功能使用角度評價方案合理性和可行性，從而確保工程的實施能達到預期的功能。

根據轉向交通量預測，對工程做了簡化并建立了分析模型，見圖2所示，圖中各個流向交通流量單位以pcu/h計。

圖2 交織區數學模型

3 服務水平計算

在交織區的分析過程中，更多地采用服務水平分析的方法，見圖3所示。

圖3 服務水平計算流程圖

3.1 交織區的交通運行參數

3.2 交通流率的計算

交織段內總的交織流率：

交織段內總的非交織流率：

總的交通流率：

流率比：

交織比：

3.3 確定交織區構型

由于A→D和B→C的交通流都需要變化一次車道，其交織區構造型式的確定方法見表1所列。

表1 交織區構造型式的確定方法一覽表

根據表1可知，該復合互通交織區構型為A型。

3.4 確定交織區運行狀態（見圖4）

圖4 運行狀態計算流程圖

（1）首先假定交織運行為非約束運行。

i=w時，為交織車流；i=nw時，為非交織車流。

由公路通行能力手冊提供的交織強度系數常量a、b、c、d的取值分別為非約束運行狀態下：a=0.15，b=2.2，c=0.97，d=0.80；約束運行狀態下：a=0.0035，b=4.0，c=1.3，d=0.75。

（3）計算平均運行速度：Vw、Vnw。

（4）計算非約束運行所需交織車道數：

（5）確定運行狀態。保持非約束運行狀態需要的最大交織車道數1.48大于A型交織區所能提供的最大交織車道數1.4，故該項研究工程交織區為約束運行狀態，需按約束運行狀態下重復上述步驟計算交織與非交織車速。

3.5 計算交織區狀況評價指標

3.6 確定服務水平

交織段車流密度K是確定服務水平的重要參數（見表 2）。

根據《公路路線設計規范》（JTG D20-2006）規定，高速公路、一級公路應按二級服務水平設計，由表2可知本復合互通交織區的服務水平滿足二級服務水平,故該方案在功能上是可行的。

表2 交織區服務水平標準一覽表（單位：（pcu/km）/車道）

4 結語

公路通行能力作為公路規劃、設計與管理的基本依據，貫穿于我國公路工程建設的各個階段。基于交通量的增長和工程方案的設計為前提，通過通行能力服務水平的分析與評價可為方案提供理論依據，能為工程投資決策提供參考，使其能滿足預期的功能要求。

[1]JTG D20-2006，公路路線設計規范[S].